beelogger

beelogger-SMD – HX711

Der beelogger-SMD arbeitet mit 3,3V Betriebsspannung.
Damit die handelsüblichen Module auch im beelogger-SMD einwandfrei arbeiten, sind neben der normalen Montage die im Abschnitt Modifikationen beschriebenen Maßnahmen notwendig.

Montage HX711:

Das HX711-Board wird direkt auf die Platine gelötet.
Da es diesen Sensor in unterschiedlichen Ausführungen gibt, besitzt der beelogger-SMD hierfür die Patchfelder A,Fix,D und im Layout integriert horizontal miteinander verbundene Lötpunkte (gelbe Linien) um möglichst mit allen Größen und Varianten kompatibel zu sein
Der HX711 soll in den Löfeldern, im Bild rot markiert, montiert werden.

beelogger-SMD HX711 Platzierung

Die Verbindungen im Layout der rot markierten Felder zu den Patchfeldern D,Fix,A können je nach Platinenversion leicht variieren.
Stimmt die Pinausführung des Sensors mit der aufgedruckten Belegung überein, müssen nur die horizontal benachbarten Lötfelder des Patchfeldes mit eingelöteten kurzen Drahtbrücken miteinander verbunden werden. Stimmt die Belegung nicht überein, können Kabelbrücken für die korrekte Verbindung innerhalb des Patchfeldes genutzt werden.

beelogger-SMD HX711 Patchfeld

Als Standard-Anschluss der Wägezelle(n) steht der Eingang ‘A’ über Schraubklemmen zur Verfügung. Zusätzlich wird für die Wägezelle(n) einer weiteren Waage der Eingang ‘B’ zur Verfügung gestellt. An ‘GND’ wird die Abschirmung angeschlossen.

beelogger-SMD HX711 Wägezellen Klemmfeld

Um die Wägezellen anzuschließen, besteht die Möglichkeit Schraubklemmen zu verwenden. Generell können die Wägezellen für eine optimale Verbindung auch ohne Schraubklemmen direkt angelötet werden!

Hinweis:
Nach Montage des HX711 mit einem Multimeter (Messbereich 200 Ohm) prüfen ob eine 0-Ohm Verbindung zwischen GND und E- besteht.
Ggf. die Verbindung über eine Drahtbrücke von GND nach E- herstellen.

 

Modifikation HX711-Board

Laut Datenblatt kann der HX711-Chip  problemlos mit 3,3V oder 5V betrieben werden. In der Regel ist daher diese Angabe auch bei fertigen Boards mit diesem Chip zu finden. Wenn man sich nun intensiv mit dem Datenblatt dieses Chips sowie den Schaltplänen dieser Boards beschäftigt, wird man feststellen, dass der Regelkreis für die Wägezellenversorgung auf dem HX711-Modul zumeist für 5Volt-Betrieb dimensioniert ist. Für ein optimal funktionierendes Wägesystem mit 3,3V sind daher Anpassungen notwendig.

Im Folgenden werden zwei verschiedene Modifikationen zum Betrieb mit 3,3V vorgestellt. Hiervon ist eine Modifikation auszuwählen und durchzuführen:

A. Überbrückung des Regelkreises
Brücke Widerstand, 10 Ohm, Axial, max. 5%, min. 100mW
H-C1 Keramikkondensator, 10uF, SMD 0805, NPO oder X7R oder X5R, min. 10V, max. 10%

Es ist folgende Verschaltung im Patchfeld ‘FIX’ notwendig:
– von VCC nach E+ den 10Ohm Widerstand einbauen.
– zwischen E- und E+ wird der 10uF Kondensator eingebaut (bei Platine V4.2 im Layout enthalten)

Hier die Darstellung der Verdrahtung, wenn im rechten und linken Patchfeld GND und VCC bzw. E+ und E- wie gezeigt durchverbunden werden.
Achtung: Bei abweichender Verdrahtung in den Patchfeldern A,D ist der im Patchfeld FIX nach obiger Verschaltungsvorgabe anzupassen.

gezeigt wird die Abbildung mit der zuvor beschriebenen Verdrahtung von VCC und GND im rechten Patchfeld

Erläuterung zu A: Bei einer stabilen Versorgungsspannung des Chips, wie dies beim beelogger-SMD der Fall ist, kann der auf dem HX711-Modul vorhandene Regelkreis überbrückt werden. Die Wägezelle wird dadurch direkt über die geregelte 3,3V versorgt. Die ‘Kondensatorbatterie’ hinter dem Spannungsregler LM2985/TPS62260 sorgt für eine hohe Stabilität der Spannung.
Der 10 Ohm Widerstand wirkt zusammen mit dem Kondensator H-C1 als Filter um die Versorgungsspannung der Wägezelle weiter zu stabilisieren.

 

B. Austausch eines Widerstandes des Spannungsteilers
12k Typ 0603

Um die Regelung entsprechend der Vorgaben für eine Versorgung des Chips mit 3,3V einzustellen, ist der 20k Widerstand auf dem Board gegen einen 12k Widerstand des Typs 0603 auszutauschen.
Eine Verbindung von GND nach E- ist zu verdrahten, wenn diese Verbindung nicht durch das HX711-Modul besteht.
HX711 3,3V Umbau Widerstand für Fix 2

Erläuterung zu B: Bei den erhältlichen HX711-Modulen ist über die Widerstände die Regelung der Wägezellenspannung auf knapp unter 5V eingestellt. Hiermit kann der Regelkreis bei 5V Versorgung sauber arbeiten. Die üblicherweise eingestellte Wägezellenspannung des Regelkreises von 4,3V kann bei 3,3V Versorgung nicht erreicht werden.
Das Ergebnis hiervon ist, dass der Regelkreis nicht sauber arbeitet, die Wägezelle keine stabile Spannung erhält und die Messergebnisse dadurch nicht optimal sind.
Durch den Einbau des 12K-Widerstands kann weiterhin die Regelung des HX711 genutzt werden, jedoch sinkt natürlich die Versorgungsspannung der Wägezelle auf ca. 3,1V und der Signal-Rausch-Abstand wird geringer.